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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanistic elucidation of non-domain type biopolymer modifications

Planned Research

Project AreaBiology of Non-domain Biopolymer
Project/Area Number 21H05280
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

尾山 大明  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (30422398)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 健夫  琉球大学, 医学研究科, 教授 (90533125)
秦 裕子  東京大学, 医科学研究所, 技術専門員 (80401256)
Project Period (FY) 2021-09-10 – 2026-03-31
Keywords質量分析
Outline of Annual Research Achievements

近年、全長にわたって天然変性領域から成り、一次配列への機能依存性が低い超天然変性タンパク質や、非翻訳領域と考えられていたRNA配列がコードする新規ORF由来のタンパク質など、従来のタンパク質の概念の枠組みを超えた遺伝子産物の存在が次々と明らかになってきている。タンパク質の一部又は全体が特定の立体構造を持たない天然変性タンパク質の存在は以前から知られていたが、立体構造の検証が困難なことから長年、他の分子との相互作用に関する綿密な議論が進まない状況が続いていた。しかしながら、NMR等を用いた詳細な解析により、転写制御を担う主要分子群であるCREBやp53の天然変性領域が重要な機能的役割を果たすことが報告され、細胞内でのタンパク質-タンパク質相互作用、あるいはタンパク質-RNA相互作用における、特定の構造を取りにくい「非ドメイン型」配列を介した分子間相互作用研究の重要性が急速に高まっている。
本年度は、リボソームプロファイリングによって規定される非典型ORF群の大規模配列情報から、Orbitrap Eclipse Tribrid質量分析システムのReal Time Searchプラットフォームに基づいて実際に細胞内で翻訳されている未知タンパク質群を大規模に検出する分析系を新たに構築し、代表的な癌細胞株における薬剤依存的動態解析を行った。また、近位依存性ビオチン標識法(BioID法)などによる近接分子群のラベル化に基づくインタラクトーム解析技術を用いて領域内共同研究を広範に実施し、多様な研究課題に対して非ドメイン型タンパク質・RNAに関する相互作用データを高深度に取得する解析パイプラインを確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

リボソームプロファイリングによって規定される非典型ORF群の大規模配列情報から実際に細胞内で翻訳されている未知タンパク質を大規模に検出する分析系を新たに構築し、癌細胞における薬剤依存的な翻訳制御動態に関する高深度プロテオーム解析を行った。また、領域内外との共同研究を広範に実施し、得られた研究成果について論文発表やプレスリリースを行った。

Strategy for Future Research Activity

当研究領域で見出されたHeroタンパク質やクマムシ特異的タンパク質をはじめ、リボソームプロファイリングによって規定される非典型ORF群がコードする非ドメイン型タンパク質やarcRNAに代表される非ドメイン型RNAに関して、Orbitrap Eclipse Tribrid質量分析システムによる超高感度質量分析により包括的に分子修飾を同定すると共に、被修飾部位ごとの機能的役割について精密な動態分析を行い、非ドメイン型バイオポリマー特有の分子制御に資する分子修飾機構を、修飾部位レベルの解像度で精密に議論することが可能な解析プラットフォームを確立する。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Stress granule formation inhibits stress-induced apoptosis by selectively sequestering executioner caspases2023

    • Author(s)
      Fujikawa Daichi、Nakamura Takanori、Yoshioka Daisuke、Li Zizheng、Moriizumi Hisashi、Taguchi Mari、Tokai-Nishizumi Noriko、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Takekawa Mutsuhiro
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 33 Pages: 1967-1981.e8

    • DOI

      10.1016/j.cub.2023.04.012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The termination of UHRF1-dependent PAF15 ubiquitin signaling is regulated by USP7 and ATAD52023

    • Author(s)
      Miyashita Ryota、Nishiyama Atsuya、Qin Weihua、Chiba Yoshie、Kori Satomi、Kato Norie、Konishi Chieko、Kumamoto Soichiro、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Kawasoe Yoshitaka、Tsurimoto Toshiki、Takahashi Tatsuro S、Leonhardt Heinrich、Arita Kyohei、Nakanishi Makoto
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 12 Pages: e79013

    • DOI

      10.7554/eLife.79013

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bromodomain protein BRD8 regulates cell cycle progression in colorectal cancer cells through a TIP60-independent regulation of the pre-RC complex2023

    • Author(s)
      Yamaguchi Kiyoshi、Nakagawa Saya、Saku Akari、Isobe Yumiko、Yamaguchi Rui、Sheridan Paul、Takane Kiyoko、Ikenoue Tsuneo、Zhu Chi、Miura Masashi、Okawara Yuya、Nagatoishi Satoru、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Aikou Susumu、Ahiko Yuka、Shida Dai、Tsumoto Kouhei、Miyano Satoru、Imoto Seiya、Furukawa Yoichi
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 106563

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106563

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Restoration of mitochondrial function through activation of hypomodified tRNAs with pathogenic mutations associated with mitochondrial diseases2023

    • Author(s)
      Tomoda Ena、Nagao Asuteka、Shirai Yuki、Asano Kana、Suzuki Takeo、Battersby Brendan J、Suzuki Tsutomu
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1093/nar/gkad139

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Role of the Orphan Transporter SLC35E1 in the Nuclear Egress of Herpes Simplex Virus 12022

    • Author(s)
      Maeda Fumio、Kato Akihisa、Takeshima Kosuke、Shibazaki Misato、Sato Ryota、Shibata Takuma、Miyake Kensuke、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Shimizu Eigo、Imoto Seiya、Miyano Satoru、Adachi Shungo、Natsume Tohru、Takeuchi Koh、Maruzuru Yuhei、Koyanagi Naoto、Jun Arii、Yasushi Kawaguchi
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 96 Pages: e0030622

    • DOI

      10.1128/jvi.00306-22

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stress-dependent cell stiffening by tardigrade tolerance proteins that reversibly form a filamentous network and gel2022

    • Author(s)
      Tanaka Akihiro、Nakano Tomomi、Watanabe Kento、Masuda Kazutoshi、Honda Gen、Kamata Shuichi、Yasui Reitaro、Kozuka-Hata Hiroko、Watanabe Chiho、Chinen Takumi、Kitagawa Daiju、Sawai Satoshi、Oyama Masaaki、Yanagisawa Miho、Kunieda Takekazu
    • Journal Title

      PLOS Biology

      Volume: 20 Pages: e3001780

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3001780

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ERK-mediated NELF-A phosphorylation promotes transcription elongation of immediate-early genes by releasing promoter-proximal pausing of RNA polymerase II2022

    • Author(s)
      Ohe Seina、Kubota Yuji、Yamaguchi Kiyoshi、Takagi Yusuke、Nashimoto Junichiro、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Furukawa Yoichi、Takekawa Mutsuhiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 7476

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35230-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] USP7とATAD5はUHRF1依存的なPAF15ユビキチンシグナルを制御する2022

    • Author(s)
      西山 敦哉、宮下 諒太、千葉 祥恵、郡 聡実、加藤 修衣、河添 好孝、秦 裕子、尾山 大明、高橋 達郎、有田 恭平、中西 真
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] BioID法を用いたショウジョウバエpiRNA経路新規因子の探索と同定2022

    • Author(s)
      一色 和奏、井木 太一郎、Ikele Chinyere MaryCynthia、尾山 大明、秦 裕子、甲斐 歳惠
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 精緻な翻訳の制御を担うtRNA修飾2022

    • Author(s)
      鈴木 健夫
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Book] ミトコンドリアRNA修飾異常による疾患と治療2023

    • Author(s)
      鈴木 勉、友田愛奈、鈴木 健夫、長尾翌手可
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      実験医学増刊 Vol.41 No.5 ミトコンドリア 疾患治療の新時代
  • [Remarks] [プレスリリース] クマムシ耐性タンパク質によるストレスに応答した細胞の硬化

    • URL

      https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/imsut/content/000006842.pdf

  • [Remarks] [プレスリリース] 細胞増殖と発癌を司る初期応答遺伝子群の新たな発現調節機構の解明

    • URL

      https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/imsut/content/000007627.pdf

URL: 

Published: 2023-12-25  

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